（題目2）本身實現浮點數轉換爲整數

咱們在寫程序時，老是會自覺或不自覺地頻繁用到類型轉換，好比將整數轉換爲浮點數或反之。

今天的題目主要討論基本類型的轉換（但和普通的類型轉換有所不一樣哦，詳見後文），考考你是否真的理解了類型轉換的本質。在面向對象系統中還會涉及類和接口的類型轉換，但它們和基本類型的轉換仍是有區別的，今天暫時不考慮。

（本人博客中全部題目都是我原創的，僅此一家，不買也來看看啊）

 

開始了，請聽題。

 

題目很簡單，本身編寫一個模擬double到long的強制類型轉換實現。即實現以下效果但不能使用語言提供的強制類型轉換功能：

long a_long = (long) a_double;

考慮到語言之間的差別，下面分別說明一下題目的詳細要求。

 

1. 喜歡C語言的看這裏

請編寫一個函數get_int_from_float，其原型以下：

long get_int_from_double(double *)

該函數接受一個double指針類型的參數並返回其整數部分。

例如調用get_int_from_float(5.2)，返回5。

注意，對於很是大的數，例如1.5E100，其實際的整數部分（實際上它就是一個整數）應該是15後面跟99個0這個數，但這個數太大，即便是long型也表示不了。此時不得不對結果進行截斷（沒辦法，客觀上被限制了）。

已知條件：各種型的長度肯定，int和float都是32位，long和double都是64位。其餘已知條件見後文。

要求：見後文

 

 

2. Java或C#版

請編寫一個方法或函數：getIntFromFloat，它具備一個double類型的參數，返回的是浮點數的整數部分。

其原型爲：

long getIntFromFloat(double)

注意事項見C語言版。

已知條件：參數始終是有效的浮點數，不考慮NaN等狀況。其餘見後文

要求：見後文

 

3. 喜歡Javascript或其餘腳本語言的看這裏：

請編寫一個函數getIntFromFloat，它接受一個浮點數，並返回該浮點數的整數部分。例如調用getIntFromFloat(5.2)則返回5

其原型爲：

function getIntFromFloat(f)

注意事項見C語言版。

已知條件：參數始終是有效的浮點數，不考慮NaN、非數字類型等狀況。其餘見後文

要求：見後文

 

 

共同的已知條件：

1. 浮點數的儲存格式（同時也是一個IEEE754浮點數的簡介哦，對題目不感興趣的也能夠看看這個）

(1) 題目裏的浮點數都是64位IEEE754雙精度浮點數，它們具備以下位模式（由低位到高位）：

第0~51位，共52位：小數位，或尾數位
第52~62，共11位：指數部分
第63位：符號位，0爲正1爲負

(2) 尾數的規範化：

與咱們熟悉的十進制科學計數法相似，浮點數的小數不能隨便寫，必須是規範形式。規範形式就是整數部分爲1的小數，例如1.1、1.01等，非規範形式的尾數必須先轉成規範形式。

（下面都以2進制舉例）

例如101.11須要先轉成規範形式1.0111（至關於小數點左移了2位，即縮小了4倍）

規範化的好處是小數點位置固定了，不須要再額外花一些位來記錄小數點在哪裏了。

另外一個衍生出來的好處是整數部分的1是徹底固定的，因此能夠不要，使其變成隱藏的默認位。即只要存儲後面的0111便可，計算時，再將前面的1和.補上。

(3) 指數部分

指數部分也有講究。

首先是尾數轉成規範化之後須要調整指數部分的值，使得規範化先後整個數的值不變。

例如原來的101.11至關於101.11×2^0，尾數規範化爲1.0111後，指數部分須要補上2才行，即1.0111×2^2

這跟十進制是同樣的。例如123.45轉成科學計數法後是1.2345×10^2。

另一點是，指數部分不是直接存儲的，實際存儲的是原值減去一個「修正值」後的結果，對double來講，修正值是1023。計算時，將存儲的值加上1023計算出真正的指數大小（計算結果按11位有符號數來對待）。

這一點會讓不少人迷惑：爲何要這麼規定？這不是蛋疼嗎！要說尾數規範化能夠簡化實現並節約一個實實在在的位出來，那指數的這個規定是爲了什麼呢？表示範圍沒有變大，也沒有節省位數，更是增長了一步額外的計算，真是出力不討好啊！

關於這一點，這裏先賣個關子，我後面再另開一篇博文詳細討論浮點數的時候再來解釋吧，嘿嘿。

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好了，總結一下：

要將一個以位模式存儲的double轉換爲咱們能看懂的二進制科學計數法，須要先提取出符號位、指數和尾數部分，而後就能夠將其寫爲下面的形式：

(+-) 1.尾數 × 2^(指數+1023)

關於浮點數的詳細解釋可參考維基百科（英文的。沒辦法，中文的寫的太渣了）
http://en.wikipedia.org/wiki/Floating_point

 

2. 取得double的位模式

假設已有以下的實現，你在程序中可使用它們來獲取一個double的位模式：

long getDoubleBitPattern(double) // Java或C#

function getDoubleBitPattern(d) // JS等

long get_double_bit_pattern(double *) // C

注意：該方法或函數返回的long和原double具備相同的位模式（所以它們表示的是徹底不一樣的2個值）

 

 

共同的要求：

不能使用任何系統或語言提供的類型轉換功能，包括隱式轉換。

 

 

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呼~~~好了，have fun！